Прямоточный воздушно-реактивный двигатель ВРД-430 под крылом самолета «164».

Кульминацией в истории с «120Р» стал пролет летчика А. В. Давыдова на воздушном празднике в Тушине в 1946 году. Полеты «120Р» завершились 13 августа, когда из-за воспламенения смеси компонентов топлива в подкапотном пространстве ЖРД обгорела хвостовая часть фюзеляжа и оперение. К этому времени ресурс АШ-83 был почти выработан, да и планер оказался подпорчен азотной кислотой.

Так завершилась биография самолета «120», но идею использования на самолете ЖРД не похоронили. Реактивных истребителей в Советском Союзе еще не было, а угроза со стороны капиталистического мира была столь велика, что для борьбы с бомбардировщиками вероятного противника пришлось продолжить разработку истребителей с комбинированной силовой установкой.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель ВРД-430 на самолете «138».

Последней попыткой создания в КБ Лавочкина самолета с ЖРД был проект цельнометаллического истребителя «130Р» с мотором АШ-82ФН на базе проектировавшегося Ла-9. Компоновка машины во многом повторяла предшественника — «120Р»: в хвостовой части устанавливался ЖРД РД-1ХЗ, бак с окислителем — в центроплане, а с керосином — перед кабиной пилота. Для сохранения требуемых запасов устойчивости и управляемости увеличили площадь оперения, а обшивку рулей поворота и высоты заменили металлической. Из вооружения оставили лишь две пушки НС-23 с боекомплектом 160 патронов. Были и другие отличия от машины «130», обусловленные установкой вспомогательного двигателя.

В таком виде самолет начали строить на опытном заводе ОКБ-301, но в 1946 году эту тему закрыли, правда, не совсем. Спустя десять лет ЖРД пытались использовать на перехватчиках с ТРД. Но и в конце 1950-х годов, когда ЖРД, казалось, были доведены, их «неукротимый нрав» продолжал давать о себе знать. В авиации раз и навсегда пришлось отказаться от «услуг» ракетных двигателей, если не считать американского вертикально взлетающего воздушно-космического самолета «Спейс Шаттл». Но это уже другая история.

Альтернативой ЖРД могли стать прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД). В отличие от первых, им не требовался бортовой запас окислителя. Если учесть, что эти жидкости (за исключением жидкого кислорода) очень агрессивны и токсичны, то эксплуатация ВРД значительно упрощалась. Вдобавок общий вес силовой установки и горючего уменьшался, а продолжительность полета возрастала. Но «прямоточек», готовых к установке на самолеты, еще не было, а те, что имелись, требовали длительной доводки.

В годы войны разработкой ПВРД в СССР занимались небольшие конструкторские группы во главе с И. А. Меркуловым и М. М. Бондарюком. Первый отрабатывал ДМ-4 на истребителе Як-7Б, а ВРД-1 Бондарюка предстояло исследовать на летающей лаборатории ЛаГГ-3 выпуска 1942 года с мотором М-105ПФ. На принципе работы ПВРД останавливаться, думаю, не надо, он достаточно описан в литературе. Отметим, что исследованный ВРД-1 имел длину 2,15 метра и диаметр диффузора 0,14 метра при весе 16 кг.

О величине тяги двигателя ничего не известно, но напомним, что она напрямую связана со скоростным напором воздуха на его входе.

Перед началом летных испытаний ПВРД несколько раз пытались запустить на земле, используя в качестве вентилятора еще один ЛаГГ-3. Однако неравномерность поля скоростей воздушного потока и недостаточный скоростной напор позволили сделать это лишь дважды, при этом определить параметры двигателя не удалось.

Летные исследования двигателей, проходившие в августе 1942 года, проводил летчик-испытатель Г. А. Мищенко. Прирост скорости при включении ПВРД получился небольшой, около 15 км/ч. Поскольку задача получения максимальной скорости при включении ПВРД тогда не ставилась, то и требования к аэродинамике узлов его крепления к крылу, «съедавших» 35–40 км/ч, не предъявлялись. Полеты показали, что до установки ПВРД на боевой самолет необходимо обеспечить устойчивое горение топлива с автоматическим регулированием состава смеси и запуск ПВРД на больших высотах.

Исследования и разработка новых двигателей ПВРД-430 Бондарюка (ВРД-430 диаметром 430 мм) затянулись почти на два года. Весной 1944 года сначала прорабатывался вариант установки пары таких двигателей сначала на самолет «120», а затем — на «126», получивший с ПВРД обозначение «164».

Самолет «164».

Самолет «138».

Летные испытания последнего начались в июне 1946 года. За два месяца с небольшим А. В. Давыдов и А. А. Попов совершили на самолете «164» 34 полета и в 30 из них запускали ПВРД. Надежность усовершенствованных двигателей хоть и возросла, но они по-прежнему давали сбои в работе и требовали доводки. В то же время улучшение аэродинамики зализов (узлов сопряжения прямоточных двигателей с крылом) в совокупности с возросшей их тягой позволило довести прирост скорости по сравнению с самолетом с отключенными ПВРД до 104–190 км/ч в зависимости от высоты полета. По отношению к самолету без дополнительных двигателей этот прирост был в пределах 62–64 км/ч.

По сравнению с летающей лабораторией ЛаГГ-3 это был существенный прогресс, тем более что имелась возможность еще немного снизить лобовое сопротивление комбинации крыла и силовой установки. Простота эксплуатации машины очень подкупала, да и пилотажные характеристики с работающими ускорителями остались, как и у самолета «126». Все это послужило поводом для рекомендаций по установке ВРД-430 на перспективный истребитель «130», впоследствии получивший обозначение «138».

В соответствии с постановлением Совета министров СССР самолет «138» должен был развивать максимальную скорость у земли 660 км/ч (590 км/ч с отключенными ПВРД) и 760 км/ч на высоте 6400 метров (660 км/ч — без ПВРД), набирать 5000 метров за 6 минут. При этом его дальность должна быть не менее 1100 км при полете на высоте 1000 метров, а длина разбега и пробега — в пределах 450 метров.

Самолет еще был на бумаге, а в мае 1947 года по приказу Министерства авиационной промышленности для участия в воздушном параде Лавочкина обязали закончить летную отработку двух экземпляров самолета «138» и подготовить их к 27 июля. Одновременно директору завода № 21 предписывалось оборудовать еще десять Ла-9 реактивными ускорителями РД-430. Только зачем? К тому времени был принят на вооружение истребитель МиГ-9, а на чертежных досках создателей авиатехники можно было увидеть перспективные машины. Вероятно, это делалось, чтобы произвести неизгладимое впечатление на иностранцев.

Вес пустого самолета при неизменном пушечном вооружении возрос почти на 200 кг.

Самолет Ла-9 с пульсирующими двигателями Д-10.

Попытка объединить в самолете «138» дальность поршневого и скорость реактивного истребителей не дала желаемого результата. Дальность действительно получилась неплохая, но скорость оставляла желать лучшего. По расчету, «прямоточки» Бондарюка развивали тягу 220 кгс у земли при скорости набегающего потока воздуха около 700 км/ч. В действительности она была меньше, поскольку с такой скоростью самолет «138» не летал. По сравнению с Ла-9 скорость на высоте 3000 метров выросла лишь на 45 км/ч, хотя ожидалась добавка 70–100 км/ч, но при выключенных ПВРД она оказалась на 60–80 км/ч меньше. При всех работающих двигателях дальность полета не превышала 112 км (при нормальном полетном весе), а продолжительность — 10 минут.